Defining sources, variability and bioavailability of iodine in milk and dairy products to ensure adequate iodine nutrition in the Swiss population

• Unité de recherche: OSAV
• Numéro de projet: 5.15.01
• Titre du projet anglais: Defining sources, variability and bioavailability of iodine in milk and dairy products to ensure adequate iodine nutrition in the Swiss population

Mots-clé (Allemand)

Milch, Jod, Jodabsorption, Fütterung, Supplementierung, Milchkuh, Käse, Jod 129, ICP-MS

Mots-clé (Anglais)

Milk, iodine, iodine absorption, feeding, supplementation, dairy cow, cheese, iodine 129, ICP-MS

Description succincte (Allemand)

Jodmangel ist nach wie vor ein globales Problem und beeinträchtigt Gesundheit und Entwicklung der betroffenen Bevölkerung. Das Salzjodierungsprogramm der Schweiz, bereits 1922 eingeführt, gilt als mustergültig, und die Schweizer Bevölkerung wird grundsätzlich als ausreichend mit Jod versorgt angesehen. Nationale Studien in den Jahren 1999, 2004 und 2009 haben gezeigt, dass Schulkinder wie auch schwangere Frauen ausreichend versorgt sind, während die Versorgung in anderen Bevölkerungsgruppen, wie z.B. Kinder, welche von der Brust entwöhnt werden und Frauen im Gebärfähigen Alter, eher marginal zu sein schein. Neben jodiertem Kochsalz sind Milch und Milchprodukte die wichtigsten Jodquellen für die Schweizer Bevölkerung. Der Jodgehalt von Milch und Milchprodukten jedoch variiert stark, abhängig von der Saison und der Produktionsmethode. Das Ziel dieser Studie ist es daher, eine wissenschaftliche Grundlage für Empfehlungen zu erarbeiten, welche es erlauben würden, die Variabilität des Jodgehaltes in Milch und Milchprodukten in der Schweiz zu überwachen und zu kontrollieren und so eine optimale Jodkonzentration für die Menschliche Ernährung zu erreichen. Dabei sollen sowohl Jodmangel, aber auch eine Überversorgung mit Jod vermieden werden. Um dies zu erreichen wurde ein Forschungsprojekt mit 4 Teilzielen erarbeitet: 1) Das Ziel des ersten Teilprojektes ist es, die Hauptfaktoren in der Ernährung der Kühe zu quantifizieren, welche den Jodgehalt der Milch beeinflussen. Dafür wird eine Dosis-Wirkungsstudie mit Jod in Milchkühen durchgeführt. 2) Das Ziel des zweiten Teilprojektes wird es sein die relevanten Jodquellen in der Milchproduktion neben dem Futter zu identifizieren. Einerseits werden schweizweit Betriebe und deren Produktion beobachtet um die verschiedenen Jodquellen zu identifizieren. Gleichzeitig wird eine vertiefte Überwachung auf 3 Forschungsbetrieben mit kontrollierten Bedingungen und 3 verschiedenen Produktionssystemen durchgeführt. Zudem wird eine Literaturübersicht zum Einfluss des Desinfizierens der Zitzen mit Jodhaltigen Lösungen auf den Jodgehalt der Milch verfasst. 3) Das Ziel des dritten Teilprojektes ist die Identifizierung von relevanten Jodquellen und Quellen für Jodverluste in der Milchverarbeitung. Hierfür wird jeder Schritt der Käseproduktion überwacht und alle Zwischen- und Endprodukte werden auf ihren Jodgehalt hin analysiert. Die Produktion von Weich-, Halbhart- und Hartkäse wird separat untersucht. Als weiterer Prozess wird die Hitzebehandlung der Milch untersucht, speziell die UHT Behandlung. Der Einfluss der direkten und indirekten Erhitzung auf den Jodgehalt der Milch wird verglichen und verschiedene Faktoren wie Temperatur und Erhitzungszeit werden berücksichtigt. 4) Im letzten Teilprojekt wird die Jodabsorption durch den Menschen aus unterschiedlichen Lebensmitteln, unter anderem Milch/Milchprodukte, untersucht. Um die chemische Form von Jod in der Milch und deren Einfluss auf die Absorption besser zu verstehen wird zunächst eine Bestimmung der Jod-Spezies in der Milch durchgeführt. Die Jodabsorption im Menschen wird dann mit Hilfe des halbstabilen Tracers 129I (Halbwertszeit von 15.7 Millionen Jahren) untersucht. Die Jodabsorption von intrinsisch mit 129I markierter Milch wird verglichen mit extrinsisch markierter Milch sowie mit einer markierten Testmahlzeit bestehend aus Brot und einer aus Wasser. All Mahlzeiten werden dieselbe Gesamtmeng an Jod und dieselbe Menge an 129I enthalten.

Description succincte (Anglais)

Iodine deficiency remains a global public health problem impairing health and development in affected populations. Switzerland has a model salt iodization program introduced as early as 1922 and its population is considered to be sufficiently supplied with iodine. National surveys in 1999, 2004 and 2009 have shown sufficient iodine intake in school aged children and pregnant women but other population groups such as weaning infants and women of reproductive age may have a marginal iodine status. Besides iodized salt, milk and dairy products are the main iodine sources in the Swiss population. Iodine concentrations of milk and dairy products, however, vary widely between seasons and production methods. The general aim of this project is, therefore, to provide a scientific basis for recommendations on how to monitor and control the variability in milk and dairy iodine content to achieve a specified range of iodine concentration optimal for human iodine intakes by target groups in Switzerland, avoiding both iodine deficiency and iodine excess. To achieve this, a project addressing 4 aims has been designed: 1) The aim of the first part will be to quantify the main factors of the cow’s diet influencing dair iodine content. To achieve this, an iodine dose-response study in dairy cows will be conducted. 2) In the second part the aim will be to identify relevant iodine sources in dairy farming. On one hand, dairy farms throughout Switzerland will be monitored in order to identify different iodine sources. Simultaneously, an in-depth monitoring will be carried out on 3 dairy research units with controlled conditions under 3 different production systems. At the same time, a literature review on the influence of teat dipping solutions on iodine content of milk will be written. 3) The aim of the third part of the project will be to identify relevant iodine sources and causes for iodine losses in dairy food processing. To achieve this, each step of cheese production will be monitored and all intermediate and final products analyzed for iodine content. Production of soft, semi hard and hard cheese will be considered. A second process which will be investigated is heat treatment, specifically UHT treatment. Direct and indirect heating processes will be compared and influencing parameters such as time and temperature varied. 4) The last part of the project will investigate human iodine absorption from different sources including milk and dairy products. In order to better understand the chemical form of iodine in milk and its effect on later absorption iodine speciation will be done. Iodine absorption in human subjects will then be investigated using the semi stable tracer ¹²⁹I (half-life of 15.7 million years). Milk will be intrinsically labeled with¹²⁹I for one test meal and compared to extrinsically labeled milk as well as a test meal made of bread and a control meal with water. All meals will contain the same amount of total iodine and the same amount of ¹²⁹I.

Objectifs du projet (Anglais)

General aim:

To provide the scientific basis for recommendations on how to better control variability in milk and dairy iodine content to achieve a specified range of iodine concentration optimal for human iodine intakes by target groups in Switzerland, thus avoiding both iodine deficiency and iodine excess.

Specific Aims:

I)                 To quantify the main dietary factors influencing iodine content of the milk of cows.

II)               To identify and apportion iodine sources and causes for iodine losses in Swiss dairy farming.

III)             To identify and apportion potential iodine losses in processing of dairy products.

IV)             To quantify human iodine absorption from milk and dairy products and compare it to absorption from iodized salt.

 

This project will be carried out as a collaboration with partners from the human nutrition (M.B. Zimmermann, I. Herter-Aeberli) and animal nutrition (M. Kreuzer, J. Bérard) groups at ETH Zurich, Agroscope Institute for Food Sciences (D. Wechsler, E. Jakob) and Agroscope Institute for Livestock Sciences (P. Schlegel).

 

Comments: We apply for funding for a PhD thesis here. However, as the entire project is quite large and as we were requested to reduce the budget by 30% for this application, we have made some adaptations to the original proposal. In each project part described hereafter, the essential changes made on the original proposal are explained. One major point is, that we will apply for additional funding for this research topic within the Coop Research Program. This program allows the financing of a two year Postdoc project. We are currently preparing an application around the topic of dose response (in cows, dairy products and humans) with a special focus on organic production methods which we plan to submit this fall. This will allow us to use some synergies between the two projects and thereby reduce costs. Further, the greater experience of a Postdoc will help the PhD student especially in the practical aspects of planning and carrying out the animal and human studies.

Publications / Résultats (Allemand)

Documents annexés

• 5.15.01 DB MJB 2019 Zimmermann [PDF] 114 kB

Adresses URL (Allemand)

5.15.01 Zimmermann Definition der Quellen, Variabilität und Bioverfügbarkeit von Jod in Milch und M…